Hệ thống làm mát động cơ của xe không chỉ đóng vai trò giữ cho động cơ mát mà còn giữ nhiệt độ đủ ấm để đảm bảo hoạt động hiệu quả và sạch sẽ.
Các thành phần của hệ thống bao gồm bộ tản nhiệt để tản nhiệt, quạt hoặc các quạt để đảm bảo luồng không khí đủ để làm mát bộ tản nhiệt, van điều nhiệt mở khi đạt đến nhiệt độ hoạt động mong muốn và bơm nước (hoặc bơm chất làm mát) để luân chuyển chất làm mát qua động cơ, ống mềm và các thành phần khác.
Hầu hết các phương tiện hiện nay đều sử dụng một bình giãn nở cho phép chất làm mát nở ra và thoát ra khỏi mạch làm mát khi nóng và quay trở lại khi xe tắt và động cơ nguội. Hệ thống làm mát cũng kết hợp các yếu tố của hệ thống thông gió của cabin, vì nhiệt động cơ được sử dụng để làm ấm bên trong ô tô.
Hầu hết tất cả các ô tô đều sử dụng hệ thống làm mát bằng chất lỏng cho động cơ của chúng. Một hệ thống làm mát ô tô điển hình bao gồm:
Hầu hết các động cơ đốt trong đều được làm mát bằng chất lỏng sử dụng không khí (chất lỏng dạng khí) hoặc chất làm mát dạng lỏng chạy qua bộ trao đổi nhiệt (bộ tản nhiệt) được làm mát bằng không khí. Trong hệ thống làm mát bằng nước của động cơ làm mát, các thành và đầu xi lanh được cung cấp một áo khoác để chất lỏng làm mát có thể lưu thông qua đó.
Hệ thống làm mát trong động cơ đốt trong được sử dụng để duy trì các bộ phận khác nhau của động cơ ở nhiệt độ có lợi cho tuổi thọ cao và hoạt động bình thường.
Hệ thống làm mát hoạt động bằng cách đưa chất làm mát lỏng đi qua các đường dẫn trong khối động cơ và các đầu. Khi chất làm mát chảy qua những đoạn này, nó sẽ thu nhiệt từ động cơ. Khi chất lỏng được làm mát, nó sẽ quay trở lại động cơ để hấp thụ nhiều nhiệt hơn.
Trên thực tế, có hai loại hệ thống làm mát được tìm thấy trên xe cơ giới:làm mát bằng chất lỏng và làm mát bằng không khí.
Động cơ làm mát bằng không khí được tìm thấy trên một số xe cũ, như Volkswagen Beetle nguyên bản, Chevrolet Corvair và một số loại khác. Nhiều xe máy hiện đại vẫn sử dụng hệ thống làm mát bằng không khí, nhưng phần lớn, ô tô và xe tải sử dụng hệ thống làm mát bằng chất lỏng và đó là nội dung mà bài viết này sẽ tập trung vào.
Hệ thống làm mát hoạt động bằng cách đưa chất làm mát lỏng đi qua các đường dẫn trong khối động cơ và các đầu. Khi chất làm mát chảy qua những đoạn này, nó sẽ thu nhiệt từ động cơ. Sau đó, chất lỏng được làm nóng sẽ đi qua một ống cao su đến bộ tản nhiệt ở phía trước ô tô.
Khi chảy qua các ống mỏng trong bộ tản nhiệt, chất lỏng nóng được làm mát bằng luồng không khí đi vào khoang động cơ từ tấm nướng phía trước ô tô.
Khi chất lỏng được làm mát, nó sẽ quay trở lại động cơ để hấp thụ nhiều nhiệt hơn. Máy bơm nước có nhiệm vụ giữ cho chất lỏng di chuyển qua hệ thống đường ống dẫn nước và các đoạn ẩn này.
Chức năng duy nhất của hệ thống làm mát là điều chỉnh nhiệt độ mà động cơ hoạt động. Nếu hệ thống làm mát hoặc bất kỳ bộ phận nào bên trong bị lỗi, nó sẽ dẫn đến động cơ quá nóng, có thể dẫn đến một số vấn đề lớn.
Quá nhiệt có thể khiến gioăng đầu bị nổ và thậm chí là nứt khối động cơ nếu vấn đề đủ nghiêm trọng. Sau đây là các bộ phận chính của hệ thống làm mát. Luôn chú ý đến các dấu hiệu hỏng hóc của hệ thống làm mát, như mô tả bên dưới.
Các thành phần chính của hệ thống làm mát là máy bơm nước, phích cắm đông lạnh, bộ điều nhiệt, bộ tản nhiệt, quạt làm mát, lõi bộ gia nhiệt, nắp áp suất, bình tràn và ống mềm.
Quạt làm mát được đặt ở phía trước của xe và được thiết kế để bật khi chất làm mát (chúng ta sẽ nói thêm về vấn đề này sau một phút) bắt đầu nóng. Nó sẽ tắt trở lại sau khi chất làm mát giảm nhiệt độ.
Bộ tản nhiệt được thiết kế đặc biệt để loại bỏ nhiệt từ chất làm mát bằng cách chuyển nó sang không khí được quạt thổi qua bộ tản nhiệt và không khí từ lái xe đến. Bộ tản nhiệt dễ bị rò rỉ sau nhiều năm sử dụng.
Máy bơm nước là bộ phận đẩy chất làm mát đi qua động cơ. Máy bơm nước bị hỏng sẽ ngăn hệ thống làm mát của bạn hoạt động, dẫn đến động cơ quá nóng khi lái xe.
Bộ điều nhiệt là bộ phận điều khiển hoạt động của hệ thống làm mát, cụ thể là bật và tắt quạt.
Một loạt các ống cao su kết nối bộ tản nhiệt với động cơ mà chất làm mát chảy qua. Các ống này cũng có thể bắt đầu bị rò rỉ sau nhiều năm sử dụng.
Bánh mì và bơ của hệ thống làm mát là chất làm mát. Chất lỏng màu xanh lá cây sáng, có mùi ngọt ngào này chảy qua các đoạn trong động cơ, thu hút nhiệt từ động cơ. Nó thu nhiệt và truyền ra không khí bên ngoài bên trong bộ tản nhiệt.
Hệ thống làm mát phục vụ ba chức năng quan trọng. Đầu tiên, nó loại bỏ nhiệt dư thừa từ động cơ; thứ hai, nó duy trì nhiệt độ hoạt động của động cơ ở nơi nó hoạt động hiệu quả nhất; và cuối cùng, nó đưa động cơ đến nhiệt độ vận hành thích hợp càng nhanh càng tốt.
Sự cần thiết của hệ thống làm mát trong Động cơ IC vì lý do sau:
Nói chung, có hai loại hệ thống làm mát, đó là:
Làm mát bằng không khí là một phương pháp tản nhiệt. Nó hoạt động bằng cách mở rộng diện tích bề mặt hoặc tăng luồng không khí qua vật thể cần làm mát, hoặc cả hai. Việc bổ sung các cánh tản nhiệt vào bộ tản nhiệt làm tăng tổng diện tích bề mặt của nó, dẫn đến hiệu quả làm mát cao hơn.
Một ví dụ trước đây là thêm các cánh tản nhiệt vào bề mặt của vật thể, bằng cách làm cho chúng tách rời hoặc bằng cách gắn chặt chúng vào bề mặt của vật thể (để đảm bảo truyền nhiệt hiệu quả). Trong trường hợp thứ hai, nó được thực hiện bằng cách sử dụng quạt thổi không khí vào hoặc lên vật thể muốn làm mát.
Có hai loại tấm làm mát được sử dụng để làm mát không khí, một loại là dạng tổ ong và một loại khác là loại vượt trội.
Trong mọi trường hợp, không khí phải mát hơn vật thể hoặc bề mặt mà từ đó nó có thể loại bỏ nhiệt. Đó là do định luật thứ hai của nhiệt động lực học, trong đó nói rằng nhiệt sẽ chỉ di chuyển một cách tự phát từ bình chứa nóng (tản nhiệt) sang bình chứa lạnh (không khí).
Khi hoạt động trong môi trường có áp suất không khí thấp hơn như độ cao hoặc cabin máy bay, khả năng làm mát phải giảm so với mực nước biển.
Công thức quy tắc ngón tay cái 1 - (h / 17500) =hệ số giảm tốc. Trong đó h là độ cao trên mực nước biển tính bằng mét. Và kết quả là hệ số cần được nhân với công suất làm mát tính bằng [W] để có công suất làm mát ở độ cao xác định so với mực nước biển.
Động cơ làm mát bằng không khí dựa vào sự lưu thông của không khí trực tiếp qua các cánh tản nhiệt hoặc các khu vực nóng của động cơ để làm mát chúng nhằm duy trì nhiệt độ hoạt động của động cơ. Trong tất cả các động cơ đốt cháy, một tỷ lệ lớn nhiệt sinh ra (khoảng 44%) thoát ra qua ống xả, không qua các cánh tản nhiệt kim loại của động cơ làm mát bằng không khí (12%).
Khoảng 8% nhiệt năng được truyền sang dầu, mặc dù chủ yếu dùng để bôi trơn, nhưng cũng đóng vai trò tản nhiệt thông qua bộ làm mát. Động cơ làm mát bằng không khí thường được sử dụng trong các ứng dụng không phù hợp với làm mát bằng chất lỏng, chẳng hạn như động cơ làm mát bằng không khí hiện đại được sử dụng trong xe máy, máy bay hàng không chung, máy cắt cỏ, máy phát điện, động cơ gắn ngoài, bộ máy bơm, băng ghế cưa và các bộ nguồn phụ.
Đây là một số ưu điểm của việc sử dụng Hệ thống làm mát bằng không khí:
Hệ thống làm mát bằng không khí cũng có một số nhược điểm, đó là:
Ví dụ của Động cơ làm mát bằng không khí:
Nó được sử dụng trong xe tay ga, xe máy và máy kéo.
Loại này là loại hệ thống được sử dụng phổ biến nhất.
Trong hệ thống làm mát bằng nước, áo nước được cung cấp xung quanh xi-lanh hoặc ống lót của động cơ. Nước tuần hoàn trong các áo này hấp thụ nhiệt từ bề mặt xi lanh và sau đó nước nóng được làm mát bằng không khí đi qua bộ tản nhiệt.
Hệ thống làm mát bằng nước bao gồm áo nước, máy bơm nước, bộ tản nhiệt, van điều nhiệt, quạt, dây đai và ròng rọc, v.v. điểm sôi cao hơn, v.v. cũng có sẵn trên thị trường và cũng được khuyến nghị để đạt được và ướp hiệu suất động cơ cao hơn.
Nước được tạo ra để luân chuyển liên tục trong các áo nước với áp suất và tốc độ mong muốn với sự hỗ trợ của máy bơm nước được điều khiển bằng dây đai. Nói chung, máy bơm nước là loại ly tâm và bao gồm đầu vào và đầu ra nước với một bánh công tác làm cho nước đi ra từ đầu ra máy bơm bằng lực ly tâm.
Đầu vào của máy bơm được kết nối với bộ tản nhiệt ở phía dưới để hút chất làm mát / nước từ bộ tản nhiệt. Khi động cơ được làm mát, van hằng nhiệt vẫn mở và nước / chất làm mát tương tự sẽ được lưu thông qua các áo nước.
Vào thời điểm, nước / chất làm mát được làm nóng, van điều nhiệt được mở để làm cho nước đi qua bộ tản nhiệt để tản nhiệt bằng cách đến nguyên vẹn với không khí đi qua bộ tản nhiệt.
Bộ tản nhiệt được đặt ở phía trước của máy kéo / xe và nó bao gồm một bình chứa nước / nước làm mát, các ống và nắp áp suất trên ống. Nắp áp suất này được sử dụng để ngăn chặn sự bay hơi nước và tăng áp suất bên trong hệ thống làm mát.
Chênh lệch nhiệt độ giữa không khí bên ngoài và nước bên trong bộ tản nhiệt cao, và nhiệt lượng từ nước ra không khí được tản ra nhanh hơn. Không khí được tạo ra nhờ sự trợ giúp của quạt và cũng do chuyển động tịnh tiến của máy kéo.
Nói chung, động cơ hoạt động hiệu quả trong khoảng nhiệt độ 80 0 C đến 90 0 C và người ta luôn mong muốn rằng nhiệt độ động cơ phải đạt đến nhiệt độ này càng sớm càng tốt trong điều kiện thời tiết mát mẻ và chỉ duy trì trong phạm vi nhiệt độ này trong điều kiện thời tiết quá nóng.
Bộ điều nhiệt được thiết kế để duy trì phạm vi nhiệt độ này bằng cách điều chỉnh nhiệt độ của nước / chất làm mát lưu thông trong áo nước.
Có hai loại hệ thống làm mát bằng nước.
Máy bơm không được lắp trong hệ thống này. Sự tuần hoàn của nước được thực hiện do sự khác biệt về mật độ giữa nước nóng và nước lạnh.
Tuy nhiên, trong các hệ thống làm mát này, tốc độ làm mát thấp. Ngày nay việc sử dụng nó bị hạn chế vì chúng ta cần duy trì nước ở một mức nhất định. Nó là đơn giản trong xây dựng và giá rẻ.
Hệ thống làm mát thermosyphon hoạt động dựa trên nguyên lý đối lưu tự nhiên. Hệ thống làm mát bằng nước Thermosyphon dựa trên thực tế là nước trở nên nhẹ khi làm nóng và
Phần trên và dưới của bộ tản nhiệt được kết nối tương ứng với phần trên và dưới của áo nước xi lanh với sự trợ giúp của các đường ống. Bộ tản nhiệt được làm mát bằng cách tạo ra luồng không khí đi qua nó. Luồng không khí đạt được nhờ chuyển động của xe hoặc do quạt cung cấp.
Nước được làm nóng bên trong áo nước xi lanh trở nên nhẹ và di chuyển ra khỏi đường ống kết nối phía trên vào bộ tản nhiệt và đi xuống từ bình trên xuống bình dưới, đồng thời loại bỏ nhiệt khi nó truyền đi.
Nước đã làm mát này từ thùng chứa bên dưới được đưa vào áo nước xi lanh và do đó được lưu thông trở lại cho quá trình này.
Hạn chế của hệ thống này là việc làm mát này chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và không phụ thuộc vào tốc độ động cơ.
Trong hệ thống làm mát này, sự tuần hoàn của nước được thực hiện bằng cách cung cấp một máy bơm ly tâm. Do máy bơm này, tốc độ dòng chảy của nước nhiều hơn. Và máy bơm được dẫn động bằng dây đai từ trục khuỷu.
Ở đây, bộ tản nhiệt có thể được lắp ở bất kỳ nơi nào thuận tiện cho nhà thiết kế.
Trong hệ thống này, hướng dòng nước làm mát đi lên từ đầu xi lanh đến két trên cùng của bộ tản nhiệt, sau đó đi xuống qua lõi tản nhiệt xuống két phía dưới. Từ bể chứa dưới cùng, nó di chuyển qua ống tản nhiệt bên dưới đến các áo nước của khối xi lanh nhờ sự trợ giúp của máy bơm nước, giúp lưu thông nước.
Nước vào động cơ ở tâm phía đầu vào của máy bơm. Bơm tuần hoàn được dẫn động bằng dây đai từ trục khuỷu. Khi tốc độ động cơ tăng, lưu lượng chất làm mát tăng.
Kiểm tra áp suất được sử dụng để kiểm tra rò rỉ trong hệ thống làm mát và kiểm tra nắp bộ tản nhiệt. Từ từ tạo áp suất lên hệ thống đến phạm vi của hệ thống hoặc phạm vi hiển thị trên nắp bộ tản nhiệt. Hệ thống phải giữ áp suất trong ít nhất hai phút. Nếu không, hãy kiểm tra rò rỉ trong hệ thống.
Thử nghiệm áp suất được sử dụng để kiểm tra hệ thống làm mát xem có bị rò rỉ hay không và kiểm tra nắp bộ tản nhiệt. Thiết bị kiểm tra áp suất phổ biến nhất là thiết bị bơm tay có bộ điều hợp cho các nắp có kích thước khác nhau và cổ nạp của bộ tản nhiệt.
Một loại máy đo áp suất khác sử dụng không khí lưu trữ được kết nối với ống xả tràn chất làm mát. Loại thứ ba có bộ chuyển đổi thay thế nắp bộ tản nhiệt và cho phép lắp cảm biến áp suất hoặc nhiệt độ. Không khí cửa hàng, hoặc đơn giản là áp suất do hệ thống làm mát tạo ra, có thể được sử dụng để đo áp suất và kiểm tra rò rỉ.
Đây là một số ưu điểm của Hệ thống làm mát bằng nước:
Những nhược điểm của Hệ thống làm mát bằng nước được đề cập dưới đây:
Ví dụ của Động cơ làm mát bằng nước:
Tất cả các động cơ hiện đại (Ô tô, Xe buýt, Xe tải, v.v.) ngày nay đều sử dụng loại hệ thống làm mát này.
Hệ thống làm mát động cơ của xe không chỉ đóng vai trò giữ cho động cơ mát mà còn giữ cho nhiệt độ của nó đủ ấm để đảm bảo hoạt động hiệu quả và sạch sẽ. Các thành phần của hệ thống bao gồm bộ tản nhiệt để tản nhiệt, quạt hoặc các quạt để đảm bảo luồng không khí đủ để làm mát bộ tản nhiệt, van điều nhiệt mở khi đạt đến nhiệt độ hoạt động mong muốn và bơm nước (hoặc bơm chất làm mát) để luân chuyển chất làm mát qua động cơ, ống mềm và các thành phần khác.
Có hai loại hệ thống làm mát:(i) Hệ thống làm mát bằng không khí và (ii) Hệ thống làm mát bằng nước. Trong loại hệ thống làm mát này, nhiệt dẫn đến các bộ phận bên ngoài của động cơ, được bức xạ và dẫn đi theo dòng không khí thu được từ khí quyển.
Hệ thống làm mát ô tô điển hình bao gồm
Hệ thống làm mát có nhiệm vụ làm mát động cơ của ô tô. Động cơ của một chiếc ô tô di chuyển với vận tốc 50 dặm / giờ sẽ tạo ra khoảng 4000 tiếng nổ mỗi phút. Điều này gây ra một lượng lớn nhiệt ngưng tụ ở một khu vực. Hệ thống làm mát lấy nhiệt này và làm mát nó đến nhiệt độ an toàn.
Hệ thống làm mát có bốn chức năng chính như sau:Loại bỏ nhiệt thừa từ động cơ, Duy trì nhiệt độ hoạt động của động cơ không đổi, Tăng nhiệt độ của động cơ lạnh càng nhanh càng tốt, Cung cấp phương tiện để sưởi ấm (làm ấm khoang hành khách).
Động cơ đốt trong thường được làm mát bằng cách luân chuyển một chất lỏng gọi là chất làm mát động cơ qua khối động cơ và đầu xi-lanh nơi nó được làm nóng, sau đó qua bộ tản nhiệt, nơi nó mất nhiệt vào khí quyển, rồi quay trở lại động cơ. Chất làm mát động cơ thường là nước, nhưng cũng có thể là dầu.
Dầu động cơ cho động cơ đốt lớn thường là dầu gốc khoáng SAE 40 hoặc tương tự. Dầu động cơ dùng trong động cơ đốt trong còn được gọi là dầu máy hay dầu bôi trơn. Các đặc tính của dầu được mô tả trong Dầu như một chất lỏng truyền nhiệt.
Động cơ đốt trong loại bỏ nhiệt thải thông qua khí nạp mát, khí thải nóng và làm mát động cơ rõ ràng. Như vậy, tất cả các động cơ nhiệt đều cần được làm mát để hoạt động. Việc làm mát cũng cần thiết vì nhiệt độ cao làm hỏng vật liệu và chất bôi trơn của động cơ và càng trở nên quan trọng hơn ở những vùng khí hậu nóng.
độ nhớt và tỷ trọng thấp; trung tính hóa học đối với vật liệu xây dựng; kháng hóa chất và vô hại; chi phí thấp và tính khả dụng.
Động cơ chứa các cấu trúc rỗng bên trong được gọi là áo nước. Chất làm mát chảy vào bên trong động cơ qua những thứ này, hấp thụ nhiệt của động cơ. Sau đó, nó đi qua các ống dẫn đến bộ tản nhiệt, nơi nó sẽ nguội đi. Từ đó, nó quay trở lại động cơ, nơi nó thay thế chất làm mát nóng để lặp lại quá trình.
Bộ tản nhiệt hoạt động vượt qua chất làm mát của bạn thông qua các cánh tản nhiệt bằng kim loại mỏng, cho phép nhiệt truyền ra không khí bên ngoài xe của bạn dễ dàng hơn nhiều. Về bản chất - bộ tản nhiệt làm mát chất làm mát, sau đó làm mát động cơ của bạn.
Các thành phần chính của hệ thống làm mát là máy bơm nước, phích cắm làm mát, bộ điều nhiệt, bộ tản nhiệt, quạt làm mát, lõi bộ gia nhiệt, nắp áp suất, bình tràn và ống mềm.
Nói chung, nước có nhiệt dung cao hơn dầu, nhưng dầu là chất bôi trơn tốt hơn. Ma sát từ các bộ phận chuyển động tạo ra nhiệt vì vậy bất kỳ lượng ma sát nào giảm sẽ dẫn đến giảm nhiệt. Nước là chất bôi trơn kém hơn so với dầu và do đó dầu được sử dụng ở nơi có đủ ma sát.
Động cơ nóng truyền nhiệt cho dầu, sau đó thường đi qua bộ trao đổi nhiệt, thường là một loại bộ tản nhiệt được gọi là bộ làm mát dầu. Dầu được làm mát chảy trở lại vật nóng để làm mát liên tục.
Hệ thống làm mát loại bỏ nhiệt từ động cơ bằng cách sử dụng các đặc tính của truyền nhiệt. Những chiếc ô tô hiện đại sử dụng hệ thống làm mát bằng chất lỏng. Những chất này sử dụng chất lỏng lưu thông trong động cơ, sau đó được bơm ra khỏi động cơ vào bộ tản nhiệt, nơi nhiệt được giải phóng.
Chất làm mát có nhiệt dung cao hơn nước. Điều này có nghĩa là nó sẽ cần nhiều năng lượng nhiệt hơn để đạt được nhiệt độ tương tự mà nước có thể đạt được với năng lượng thấp hơn nhiều. Các thành phần trong chất làm mát cũng nâng cao điểm sôi của nó, làm cho động cơ hoạt động an toàn hơn.
Nước là chất làm mát phổ biến nhất. Khả năng chịu nhiệt cao và giá thành rẻ làm cho nó trở thành một phương tiện truyền nhiệt thích hợp. Nó thường được sử dụng với các chất phụ gia, như chất ức chế ăn mòn và chất chống đông.
Cảnh báo nhiệt độ nước làm mát:Đèn cảnh báo này cho biết động cơ của bạn đang quá nóng do thiếu nước làm mát. Nếu đèn này bật sáng, hãy tấp vào lề ngay lập tức và tắt xe.
Nó hoàn toàn có thể được khởi động mà không cần bộ tản nhiệt. Bạn sẽ không gây ra bất kỳ thiệt hại nào miễn là động cơ không quá nóng. Nếu bạn không chạy nó đủ lâu để động cơ quá nóng, thì đó không phải là vấn đề.
Động cơ có thể quá nóng vì nhiều lý do. Nói chung, đó là do hệ thống làm mát có vấn đề gì đó và nhiệt không thể thoát ra khỏi khoang động cơ. Nguồn gốc của sự cố có thể bao gồm rò rỉ hệ thống làm mát, quạt tản nhiệt bị lỗi, máy bơm nước bị hỏng hoặc ống làm mát bị tắc.
Hệ thống làm mát xả là gì?
Cách hoạt động của hệ thống làm mát động cơ
Cách thức hoạt động của hệ thống bôi trơn động cơ
Hệ thống bôi trơn động cơ là gì? - Loại &Công dụng